利用新型高采样率数字多用表实现方波电压测量

方波电压精确测量是实现示波器校准仪方波电压校准的主要手段,也是脉冲计量领域需要面对的难题之一。通过对方波电压常用测量方法的研究,提出了利用新型的8588A数字多用表实现方波电压快速测量的解决方案,并分析了测试方法原理,介绍了测试过程和测量不确定度评定流程。实验证明,所提的测量方法较好地解决了传统方波电压测量方法系统构成复杂、设置烦琐等问题,对方波电压校准测试具有较强的借鉴价值。

高采样四分量钻孔应变仪记录应变地震波的可靠性分析

自2017年开始,陆续对中国地球物理台网10个钻孔应变测点的数据采集器进行升级,产出了大量的高采样钻孔应变观测数据.利用相关系数和自检精度2个检验四分量观测数据自洽性能的指标,定量分析了台站记录的2020年2月3日成都5.1级和2020年3月25日千岛群岛7.5级地震的应变地震波,结果显示高采样观测数据信度较高.对比分析了10个台站记录的2次地震的震相,证明高采样四分量钻孔应变仪具备记录清晰应变地震波的能力,且其可靠性较高.综合结果证明,高采样四分量钻孔应变观测可进一步为地震学研究提供新的数据资源.

GNSS高采样率路径增量地图匹配方法

针对高采样率GNSS轨迹数据在复杂城市路网中的匹配问题,本文提出一种基于路径增量的匹配方法。该方法分为组合过滤及增量匹配两个部分,首先通过组合过滤进行路网简化,然后以路径为增量进行匹配计算,在路口点处的匹配中采用综合距离因子与弯曲度的相似度评价方案。为验证其有效性,选取多条复杂程度各异的高采样率轨迹数据进行试验,并与曲率积分约束的地图匹配算法和隐马尔科夫模型两种现有匹配方法进行对比。结果表明,本文算法在高采样率匹配试验中的匹配准确率和效率均表现最优,且能够较好地处理各类复杂路段的匹配,能够满足在复杂城市路网中的高采样率轨迹匹配的需求。

高采样频率的矿井电火花图像识别及抗干扰方法研究

隔爆外壳外的电缆和电气设备漏电、大功率无线电发射在金属支护和机电设备金属上感生电动势放电产生的矿井电火花,会引起瓦斯和煤尘爆炸及矿井火灾事故,因此有必要尽早感知矿井电火花。影响矿井电火花识别的主要是矿井光源,为减少矿井光源对矿井电火花图像识别的干扰,提出了一种高采样频率的矿井电火花图像识别及抗干扰方法:依据电火花的最长持续发光时间和闪光光源的最短持续发光时间,计算摄像机的采样频率,保证每次电火花出现时,电火花图像只出现在1帧图像上,且矿井光源存在时,干扰光源图像至少出现在连续2帧图像上;计算每帧图像的像素灰度和,若当前帧图像的像素灰度和与前后相邻帧图像的像素灰度和的差值均大于设定的阈值,则发出矿井电火花报警信号。试验结果表明:在无干扰光源条件下,该方法可准确识别矿井电火花图像,准确率达100%;在有日光灯、白炽灯等常亮光源干扰条件下,电火花与日光灯混合图像中电火花识别准确率达99.40%,电火花与白炽灯混合图像中电火花识别准确率达99.67%;在有闪光光源干扰条件下,电火花与闪光灯混合图像中电火花识别准确率达100%。

一种滤除高采样心电工频干扰的改进算法

为了解决高采样频率下50 Hz工频及其倍频对心电波形的影响并保留有用的心电高频信息,提出一种滤除高采样心电工频干扰的改进算法。首先,通过修改零极点得到改进的IIR梳状陷波器,对带工频干扰的ECG信号进行滤波处理;然后,将滤波后的ECG信号进行线性段判别,并对线性段进行平滑滤波处理以消除振铃现象。通过R波幅值、信噪比(SNR)和均方误差(RMSE)对ECG信号工频干扰的消除结果进行评价,与其他4种滤波方法(平滑滤波、Notch滤波、自适应滤波和Levkov滤波)相比,IIR梳状陷波器改进方法得到的ECG信号R波幅值与原始未加工频的ECG信号最为接近,恢复率达到98%以上,且SNR提高约11倍、RMSE降低约30倍。所提出方法不仅能滤除高采样下的工频及其倍频的干扰,且能最大程度保留有用信号。

高采样率数字化变电站电能质量监测系统研究与应用

为解决目前数字化变电站中应用的数字式互感器和合并单元的采样特性无法满足高次谐波和电压暂态事件监测分析等难题,提出了一种具有512点/周波高采样率的数字化变电站电能质量在线监测系统。该系统采用新型高采样率电子式互感器、合并单元和数字式电能质量监测装置,从过程层互感器层面解决采样率低的问题,同时解决了电子式互感器和传统互感器的同时接入、采样率提高后海量数据处理、数字式电能质量监测装置IEC61850建模、合并单元和数字式电能质量监测装置全自动校准等问题。校准试验表明该系统满足电能质量监测功能和准确度标准要求,并且在实际工程中取得良好的效果。

高采样率四分量钻孔应变同震响应分析

针对2012年4月11日苏门答腊北部附近海域8.6级地震,选取了2套10Hz采样YRY型四分量钻孔应变仪、1套100Hz采样FBS-3B型宽频带地震计的观测结果,在预处理后对比分析了上述观测结果在同震时段的响应特征。利用S变换方法研究了整个同震时段的频谱动态演化过程,并对各震相时段的频谱细节进行了分析。同站点地震仪与钻孔应变仪S变换结果表明,二者的同震频谱演化过程具有较好的一致性,可以相互参照进行波动信号的甄别,说明钻孔应变仪在高频端的监测结果是可靠的。

钻孔体应变高采样率观测实验

分析TJ-2型钻孔应变仪记录与测震仪记录的结果表明:该应变仪对于100 Hz的采样率有良好的频率响应,能够记录完整的地震波;从近震到极远震,其频响范围与测震仪基本一致,且频响的变化一致性很好,在一定的约束条件下,应变地震波与地震波在时域与频率域能够高度吻合;但该应变仪记录的S波较弱。

PCA和KLE在高采样率GPS定位中的应用

为抑制多路径误差和随机噪声以提高定位精度,引入主成分分析(PCA)和KLE变换方法对定位坐标序列随机噪声水平进行评价、提取和消除多天坐标序列中的多路径误差。对比分析结果表明,主成分系数比值能有效地反映出强随机噪声对某天定位坐标序列的影响,PCA方法能有效地提取和消除多天定位坐标序列中的多路径误差,显著提高定位精度。KLE变换对随机噪声污染不敏感,对多路径误差的滤波能力较PCA略弱,但其对随机噪声以及局部异常具有较好的抑制作用。

基于BW算法的高采样率心电数据无损压缩

目前对心电数据压缩的研究主要集中在对低采样率心电数据的压缩,我们提出了一种基于BW(Bur-rows-Wheeler)算法对高采样率心电数据的无损压缩算法。首先对原始心电数据进行差分变换,将部分16位二进制差值表示为8位,然后对差分结果进行前移编码,使得相同字符集中于某一段区域,最后通过算术编码得到高压缩比。结果表明,该算法不仅适用于高采样率体表心电数据的压缩,而且也适用于心内心电数据的压缩,平均压缩比分别达到3.547和3.608。同现有的心电无损压缩算法相比,它在压缩效果上获得了较大改进。另外针对高采样率心电数据,使用该算法进行无损压缩也可以得到较好的压缩效果。

基于NI-DAQ的高采样实时数据绘制方法与实现

飞行试验实时监控中,颤振等高采样数据通常采用时间历程曲线绘制的方式进行分析与故障判断,这对数据绘制的实时性、准确性以及曲线绘制长度等都提出了较高的要求;文章在对NI PCI-6713板卡的模拟输出功能进行详细讨论和比较验证的基础上,对基于NI-DAQ的曲线绘制进行了算法研究和软件设计,实现了在监控客户端的16路高采样数据实时曲线绘制与打印;经试验验证,采用该方法绘制的高采样数据曲线准确可靠,满足监控要求,能有效保障飞行试验的正常进行。

并行高采样实现PN码捕获的井下扩频测距方法

在扩频测距技术中,伪随机(Pseudo-Noise)码捕获时间长,扩频信号需要高带宽信道,井下多径效应还会引起PN码相位延迟,因而使得扩频测距技术难以在煤矿井下应用;为了将扩频测距技术应用于井下,设计了一种并行的PN码同步精测算法,利用FPGA高速的并行处理能力,开辟L一1条相位彼此相差一个PN码片的相关通道,在各相关通道中分别对扩频码调制的数字基带信号相关运算后进行高频率采样,大幅度提高了信号处理带宽,能够在粗同步的基础上直接得到更高的时间分辨率;仿真结果表明,所提出的方法能够抑制井下严重的多径干扰,能将测距PN码所占带宽限制在50 MHz以下而测距精度达到1 m以内,是适应煤矿井下特殊环境的一种高效扩频测距方法。

钻孔体应变仪高采样对比观测实验研究

为分析提高应变观测采样率及拓展观测频带对低频观测的影响,在张家口地震台、怀来地震台选择TJ-2型体应变仪进行台站对比观测实验,并在时域和频域分别对实验数据进行分析,总结体应变与测震观测频带的特性。

一种改进的高采样率卫星钟差求解方法

针对各种卫星钟差估计方法存在的不足,提出一种改进的卫星钟差求解方法。该方法首先利用一个GPS观测网络中的非差消电离层组合相位观测值、IGS精密星历以及低采样率卫星钟差依次进行每一测站的卫星之间相对钟差在相邻历元间的变化值的估计;然后对各测站得到的星间相对钟差历元间变化值求均值,得到星间相对钟差历元间变化值的最或然值;再根据星间相对钟差历元间变化值,用求和法导出各历元星间相对钟差值;最后得出各历元的卫星钟差值。在卫星钟差的求解过程中,考虑基准卫星发生更替情况,采用精密的天顶对流层延迟产品进行对流层延迟误差改正,并顾及相位缠绕、固体潮汐等影响。理论分析和实验结果表明:该方法具有未知参数少、算法简单、计算速度快和精度高等优点,适合于高采样率卫星钟差的求解。

基于C++ builder的高采样率动态信号实时绘图研究

针对在颤振飞行试验实时监控过程中高采样率动态信号时间历程曲线实时显示特点,介绍了如何在C++ builder环境中使用TChart控件实时绘制动态参数曲线,并对采用控件和算法的特点及选择准则做了详细分析,给出了相关程序代码。该算法先将颤振数据实时存放在数组里,然后结合TChart控件和TTimer控件采用翻页方式来实时显示其时间历程曲线。通过在颤振试飞监控中实际应用表明,该算法能有效实时显示真实动态信号,满足课题监控需求。该算法还可应用于电力系统的振动检测系统。

微型电子测压器的高采样频率设计

为了满足多种火炮和弹箭内弹道压力参数测试的需要,研制了高采样频率的微型化电子测压器。为了提高系统的采样频率,通过用两片单片机交叉采样的思路来实现,使采样频率提高了2倍,达到了125kHz。从器件选择上和多层电路板的制作上对测压器进行了微型化设计。同时,根据国军标及试验勤任务的要求,在进行膛压测试前可能需要对弹药在低温和高温两种状态下进行48h以上的保温,因此,在微型化设计上要兼顾低功耗,为测压器在常、高、低三种温度状态下的正常工作提供可靠保证。

合并单元高采样率数据在继电保护中的应用

提出一种用于继电保护的合并单元的高采样率数据的方案。基于采样测量值SMV(sampled measured val-ue)的基本概念数据同步的方法,对低通滤波器LPF(low pass filter)算法、插补原理进行了研究,并提出了保护方案。研究结果表明,低通滤波和插值同步方案是一种简单高效的高速率采样方法,改变采样数据接口,使算法和逻辑的保护可以有效地降低操作风险。研究成果在实时数字仿真系统RTDS(real time digital simulation)中进行了验证。

基于高采样率状态观测器的永磁同步牵引电机数字控制系统延时补偿方法

在轨道交通牵引传动系统中,由于逆变器开关频率较低,数字控制延时限制了电流闭环的控制带宽。针对大功率永磁同步牵引电机的运行特点,分析了控制延时产生的原因及其影响,并应用高采样率-低开关频率的控制方法大幅减小了采样延时。为了进一步提高电流控制性能,利用改进Z变换理论在离散域对高采样率控制方法进行了建模分析,并提出一种基于高采样率观测器的延时补偿方法。Matlab/Simulink仿真和大功率永磁同步牵引电机的实验结果表明,提出的补偿方法可以加快电流控制的动态响应并减小稳态电流纹波。

LN-3A水位仪记录的高采样率大震水震波特点及仪器改进

分析了海南前兆台网水位仪对苏门答腊M_S 8.7地震和我国四川汶川Ms 8.0地震的高采样率水震波记录情况,从中可较明显地看到地震波引起的井水位详细变化,但也存在水震波的丢头、仪器时间存在误差,第一代仪器水震波相互覆盖等现象,提出了在水位仪中增加在线缓存记录、自动定时校时功能等改进建议。

石英水平摆高采样率实验

采用测震仪数据采集器记录石英水平摆的高采样输出实验。结果表明:实验数据与同一台站分采样石英水平摆观测的潮汐波一致,表明本文的实验是成功的。秒采样观测能记录到完整的地震波和台风引起的震颤过程,且对应不同秒采样,形变观测仪器对台风引起的震颤过程的记录具有一致性。